梁云飞毕业答辩演示文稿.ppt

1、课题研究的背景及意义 圆柱体零件在众多仪器中都有着广泛的应用，且大多数情况下属于设备的关键零件，对产品的性能、寿命起着举足轻重的作用。 圆柱体零件精密化程度日益加深，对测量仪器的要求更高： （1）更精密的测量装置； （2）更先进的测量器件； （3）更高测量精度。 1、课题研究的背景及意义 国内研究现状 我国机械制造行业虽然在不断的创新和进步，但存在创新点不多，对国外产品依赖度高等缺点。特别是测量行业，品种较单一，自动化程度低。 国外研究现状 世界上生产拥有独立研发形位测量仪的国家并不多，仅有美、英、德、日、瑞士、和俄罗斯。国外关于圆柱体零件几何测量的同类产品很多，如圆度仪、圆柱度仪、三坐标测量仪等。 2、仪器总体方案设计及选取 设计要求 设计一台圆柱体零件几何误差综合测量仪，用于测量圆柱体零件的径向全跳动、端面全跳动、圆度误差、直线度误差等。 设计任务书给出的设计要求如下： 测量范围：φ300×800mm 测量精度： 示值误差：±0.002mm 重复精度：0.001mm 2、仪器总体方案设计及选取 总体方案设计 根据测量装置与圆柱体零件的相对运动关系的不同实现方式，则可以设计两种方案。 方案一 圆柱体零件不动，测量装置上的测量器件在被测零件表面做回转运动，此可衍生为本次设计的总体方案一。 方案二 测量装置被锁紧在某一固定位置，圆柱体零件在电机带动下做回转运动，此可衍生为本次设计的总体方案二。 2、仪器总体方案设计及选取 方案一 由固定在测量装置上的电机带动内齿轮盘回转（内齿轮盘外圈固定在测量装置上），而在内齿轮盘上安装有测量器件，从而带动测量器件在工件表面做回转运动，实现测量装置与圆柱体零件的回转相对运动关系。 2、仪器总体方案设计及选取 方案二 测量装置被锁紧在某一固定位置，圆柱体零件通过连接器，与主轴箱内安装的顶针连接，随主轴箱内的步进电机带动顶针回转，从而顶针带动工件回转。 2、仪器总体方案设计及选取 方案的比较及选取 方案一的提出，在设计的新思路，新理念方面都是获得了一个较大的突破，但是又有很大的局限性。比如，在测量装置的设计上，总体尺寸较大，结构较复杂，且在测量装置上安装一个微型电机，对于加工生产，安装以及操作使用方面，都容易产生较多的问题；而且对于两个测量器件的使用上，调整时，自动化程度不高，全部靠手动调节，费事费时，也很难保证和工件的接触精度。 而方案二具有结构简单可操作性好，测量精度高等优点。并且相比于方案一的轴向运动直接用步进电机驱动，采用自动和手动两种方式，更为合理。并且，由于锥齿轮啮合传动的存在，两者存在一定传动比，可对手轮的转速实现进一步的降速，从而可以实现对轴向运动的微量调节。在一定意义上，实现了轴向位移的粗调和细调。 考虑到总体方案二较总体方案一的诸多优点，采用总体方案二是更为明智的选择。因此，在本次圆柱体零件的几何误差综合测量仪的设计上，采用总体方案二。 3、典型零部件设计 测量装置的选取 1、测量器件选择微位移传感器LVDT。 其重复精度的最大值为0.001mm，满足使用要求。 2、测量架设计如右图所示。 3、典型零部件设计 测量装置运动设计 1、测量装置轴向运动设计，如图所示。 2、测量装置径向运动设计，如图所示。 3、典型零部件设计 测量装置锁紧设计 1、测量装置轴向锁紧设计，如图所示。 2、测量装置径向锁紧设计，如图所示。 3、典型零部件设计 驱动装置设计 1、测量装置轴向运动的驱动力的来源有自动和手动两种方式，即低速电机或人工转动手轮，然后通过一系列的运动传递实现。 自动的方式为：采用电机带动丝杠，再由丝杠与螺母的螺旋传动，实现对测量装置轴向运动的驱动。 手动的方式为：人工转动手轮，手轮带动轴上安装的锥齿轮转动，再通过锥齿轮的啮合，将运动传递到装有另一锥齿轮的丝杠上。 4、测量仪误差分析 原理误差 本次设计并没有采用近似的理论或数学模型，因此没有原理误差。 制造及安装误差 在当今制造工艺下，精密仪器导轨安装误差在0.8~1.6um之间，因此取导轨安装误差1um。 运行误差 导轨滑动表面粗糙度应小于0.2um，因此取导轨滑动误差误差为0.2um。 导轨导向面也存在导向精度问题，而随着磨损的加剧，误差也会越来越大，因此取运行误差为0.5um。 4、测量仪误差分析 主轴回转误差 主轴箱内电机带动圆柱